Übersicht abgeschlossener Forschungsprojekte

Projekt 17446:

Die vor dem Hintergrund des größten anzunehmenden Unfalls (GAU) in Fukushima am

11. März 2011 von der Bundesregierung beschlossene Energiewende sieht eine umfassende

Veränderung der Stromerzeugung in Deutschland vor [BUN11]. Diese umfasst neben der

Abschaltung aller Atomkraftwerke den Ausbau erneuerbarer Energien bis zum Jahr 2022.

Eine Erweiterung des Anteils erneuerbarer Energien auf 50 % ist bis zum Jahr 2050 geplant

[BUN10]. Das Kernelement der Energiewende in der deutschen Stromversorgung und Mittel

zur Erreichung der Energieziele stellt die Installation von 4.500 Offshore-

Windenergieanlagen mit einer Gesamtleistung von 25.000 MW vor deutschen Küsten dar

[UBA11]. Die erforderliche Versorgungssicherheit kann jedoch nur unter der Voraussetzung

eines zuverlässigen Anlagenbetriebes und der Erweiterung bestehender sowie geplanter

Windparks sicher gestellt werden. Zur Realisierung eines zuverlässigen Anlagenbetriebes

dient die Instandhaltung. Der Begriff ist durch das Deutsche Institut für Normung (DIN) 31051

als „[…] die Gesamtheit der Maßnahmen zur Bewahrung und Wiederherstellung des jeweils

angestrebten Soll-Zustandes sowie der Feststellung und Beurteilung des Ist-Zustandes von

technischen Mitteln eines Systems […]" [DIN03, S. 1] bezeichnet. Auf die Instandhaltung

entfallen bei WEA etwa 20–30 % der Lebenszykluskosten [HAU08]. Bei Offshore-WEA stellt

die Instandhaltung jedoch eine besondere Herausforderung dar, weil die Zugänglichkeit zu

den WEA eingeschränkt ist [TRA10a, TRA10b, WEB10]. So verhindert der stark wetterabhängige

Einsatz von Helikoptern und Schiffen, die Personal und Ersatzteile zu den Offshore-

WEA transportieren, und der Mangel an qualifiziertem Personal die Instandhaltungsarbeiten

an vielen Tagen im Jahr [TRE11, HEI10].

Hauptursachen für unsichere Verfügbarkeit von WEA sind Schäden am Antriebsstrang, insbesondere

am Getriebe [LÜB10]. Zur Wiederherstellung der Anlagenverfügbarkeit sind bei

der Instandhaltung vielfach Ersatzteile erforderlich, die aufgrund langer Wiederbeschaffungszeiten

von bis zu 18 Monaten [LÜB10], auf Lager vorgehalten werden müssen. Für

kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) stellt die Lagerhaltung der hochpreisigen

Ersatzteile des Antriebsstranges eine finanzielle Belastung dar. Untersuchungen des VDMA

zeigen, dass die Ersatzteilversorgung den Hauptanteil des Umsatzes verfügbarkeitswirksaEloWind

Die vor dem Hintergrund des größten anzunehmenden Unfalls (GAU) in Fukushima am

11. März 2011 von der Bundesregierung beschlossene Energiewende sieht eine umfassende

Veränderung der Stromerzeugung in Deutschland vor [BUN11]. Diese umfasst neben der

Abschaltung aller Atomkraftwerke den Ausbau erneuerbarer Energien bis zum Jahr 2022.

Eine Erweiterung des Anteils erneuerbarer Energien auf 50 % ist bis zum Jahr 2050 geplant

[BUN10]. Das Kernelement der Energiewende in der deutschen Stromversorgung und Mittel

zur Erreichung der Energieziele stellt die Installation von 4.500 Offshore-

Windenergieanlagen mit einer Gesamtleistung von 25.000 MW vor deutschen Küsten dar

[UBA11]. Die erforderliche Versorgungssicherheit kann jedoch nur unter der Voraussetzung

eines zuverlässigen Anlagenbetriebes und der Erweiterung bestehender sowie geplanter

Windparks sicher gestellt werden. Zur Realisierung eines zuverlässigen Anlagenbetriebes

dient die Instandhaltung. Der Begriff ist durch das Deutsche Institut für Normung (DIN) 31051

als „[…] die Gesamtheit der Maßnahmen zur Bewahrung und Wiederherstellung des jeweils

angestrebten Soll-Zustandes sowie der Feststellung und Beurteilung des Ist-Zustandes von

technischen Mitteln eines Systems […]" [DIN03, S. 1] bezeichnet. Auf die Instandhaltung

entfallen bei WEA etwa 20–30 % der Lebenszykluskosten [HAU08]. Bei Offshore-WEA stellt

die Instandhaltung jedoch eine besondere Herausforderung dar, weil die Zugänglichkeit zu

den WEA eingeschränkt ist [TRA10a, TRA10b, WEB10]. So verhindert der stark wetterabhängige

Einsatz von Helikoptern und Schiffen, die Personal und Ersatzteile zu den Offshore-

WEA transportieren, und der Mangel an qualifiziertem Personal die Instandhaltungsarbeiten

an vielen Tagen im Jahr [TRE11, HEI10].

Hauptursachen für unsichere Verfügbarkeit von WEA sind Schäden am Antriebsstrang, insbesondere

am Getriebe [LÜB10]. Zur Wiederherstellung der Anlagenverfügbarkeit sind bei

der Instandhaltung vielfach Ersatzteile erforderlich, die aufgrund langer Wiederbeschaffungszeiten

von bis zu 18 Monaten [LÜB10], auf Lager vorgehalten werden müssen. Für

kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) stellt die Lagerhaltung der hochpreisigen

Ersatzteile des Antriebsstranges eine finanzielle Belastung dar. Untersuchungen des VDMA

zeigen, dass die Ersatzteilversorgung den Hauptanteil des Umsatzes verfügbarkeitswirksaEloWind

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© bime | Universität Bremen

mer Dienstleistungen ausmacht [VDM09], und unterstreichen damit deren wirtschaftliche

Bedeutung.

Schlussbericht zum Download

17446 Schlussbericht_Elowind.pdf

Die Thematik der demographischen Entwicklung der deutschen Bevölkerung rückt als ein Megatrend zunehmend in den Fokus der strategischen Unternehmensführung. Neben dem Rückgang an jungen Fachkräften gilt es auch der älter werdenden Belegschaft Rechnung zu tragen und adäquate Arbeitsplätze zur Leistungserhaltung anzubieten. Diese Entwicklung trifft ebenso den Unternehmensbereich der operativen Logistik, der besonders durch manuelle Lasthandhabung geprägt ist. Auch dieser Bereich muss trotz seiner körperlich anspruchsvollen Arbeit zunehmend mit einer alternden Belegschaft gemeistert werden.

Der starke Anstieg an Arbeitsunfähigkeitstagen der älteren Belegschaft stellt ein hohes Risiko für die Unternehmen und insbesondere KMU dar. Denn diese können mangels einer großen Personaldecke ausgefallene Beschäftigte nicht schnell ersetzen. Mit dem Anstieg des Alters der Beschäftigten nehmen vor allem die Arbeitsunfähigkeitstage, die auf Krankheiten des Muskel-Skelett-Systems und Bindegewebes zurückzuführen sind, überproportional zu. Hinzu kommt, dass gerade älter werdende Beschäftigte eine Leistungsminderung in ihrer körperlichen Belastbarkeit oder in der Ausführungsmöglichkeit gewisser Tätigkeiten erfahren. Diese Umstände sind mit teuren Zusatzkosten für die Unternehmen verbunden. So sind nach einem 2008 veröffentlichten Bericht der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA) aufgrund der Arbeitsunfähigkeitstage volkswirtschaftliche Produktionsausfallskosten in Höhe von 43 Milliarden Euro entstanden. Bei einem einzelnen Unternehmen entstehen mit dem Ausfall eines Beschäftigten Kosten in Höhe von 320 Euro pro Tag.

Schlussbericht zum Download

17445N_Forschungsbericht_ErgoWMS.pdf

Im Forschungsprojekt KoDeMat - Befähigung von KMU zur kollaborativen Planung und Entwicklung heterogener, dezentral gesteuerter Materialflusssysteme werden die Grundlagen für einen kollaborativen Engineeringprozess im Bereich der Neu- und Umplanung fördertechnischer Anlagen mit mehreren beteiligten Unternehmen geschaffen.
Das Forschungsprojekt lässt sich in den breiteren Kontext der fortschreitenden Automatisierung der Logistik- und Produktionssysteme einordnen. Mit seiner praktischen Ausrichtung verfolgt es die Zielsetzung der Einführung von Methoden, wie sie in der Entwicklung hin zu einer Industrie 4.0 erforderlich werden. Die im Forschungsprojekt erarbeiteten Ergebnisse ermöglichen es KMU ihre existierenden Systeme weiterzuentwickeln und an die Rahmenbedingungen einer zukünftigen Industrie 4.0 anzupassen. Im Forschungsprojekt wurde ein kollaborativer Engineeringprozess gestaltet, der eine unternehmensübergreifende Planung, Realisierung und Inbetriebnahme von komplexen, dezentral gesteuerten Intralogistiksystemen sowie deren Betrieb effizient ermöglicht. Zentrale Bestandteile dieses Prozesses sind die Lösung der Schnittstellenproblematik bei der Zusammenschaltung mehrerer unabhängiger intralogistischer Subsysteme sowie die Schaffung einer digitalen Abbildung des Gesamtsystems über den
Prozessverlauf.
Zur Prozessunterstützung wurde eine leistungsfähige, offene Kollaborationsplattform entwickelt und implementiert. Über diese Plattform wird eine einheitliche Datensynchronisierung sichergestellt, die eine Planung, Visualisierung und virtuelle Inbetriebnahme sämtlicher am Materialflusssystem beteiligter Anlagenteile ermöglicht. Der Nachweis der  Funktions-fähigkeit und Anwendbarkeit von Kollaborationsprozess und -plattform wurde über ein Demonstrationsprojekt geführt, in welchem die Zusammenschaltung und verteilte Inbetriebnahme der realen Versuchsanlagen als virtuelles Gesamtsystem der beiden beteiligten Forschungsstellen durchgeführt wurde. Darüber hinaus wurde die Erweiterbarkeit und Flexibilität der Plattform durch die Integration weiterer logistischer Systeme gezeigt. Die Integration hochmoderner VR-Brillen und
Multitouch-Tische für die 3D-Visualisierung ermöglicht vollkommen neue Planungsprozesse mit vielen beteiligten Benutzern. Komplexe Intralogistiksysteme können somit gemeinsam von mehreren Herstellern/Lieferanten antizipiert, getestet und virtuell in Betrieb genommen werden.
Auf diese Weise verkürzt sich die Planungsphase durch effizientere Abstimmungsprozesse zwischen den beteiligten Unternehmen. Auch lassen sich Verzögerungen, die während der Inbetriebnahme durch Schnittstellenprobleme zwischen einzelnen Anlagenteilen auftreten können, vermeiden. Zeiteinsparungen in diesen Projektphasen führen zu
Kostenersparnissen für den Anlagenbetreiber. Für die Hersteller/Planer ergibt sich die Möglichkeit, das eigene Geschäftsfeld um Projekte zu erweitern, die bisher aufgrund ihrer Größe/Komplexität nicht durchführbar waren.

Schlussbericht

17391_KoDeMat_Abschlussbericht_online.pdf

Projekt: 16398

Ziel des Forschungsprojektes ist es, ein bestehendes Pick-by-Vision-System so zu erweitern bzw. zu
modifizieren, dass damit eine Fehlerquote nahe der Null-Fehler-Kommissionierung erreicht wird. Dazu sind zunächst mögliche Fehlerarten, deren Ursachen und Auswirkungen bei Industriepartnern zu untersuchen. Anschließend sind mögliche Konzepte für die Fehlervermeidung zu erarbeiten und in Labor und Praxistests zu evaluieren.

Laufzeit: April 2010 bis März 2012

Abschlussbericht

Forschungsbericht_Pick-by-Vision II (PDF).pdf

Projekt: 15812

Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Vermeidung bzw. Reduzierung von Lieferengpässen in Lieferketten mit Elektronikkomponenten. Kritische Ketten sollen in Netzwerken identifiziert, analysiert und Methoden und Werkzeuge zur Visualisierung, Gestaltung und Steuerung dieser Ketten erarbeitet werden. Zudem werden mittels Methoden der Kosten-Nutzen-Verrechnung erzielte Einsparungen dem notwendigem Aufwand gegenübergestellt, um somit eine Basis für einen Nutzenausgleich zwischen den beteiligten Partnern zu erreichen.

Abschlussbericht_STABLE_15812N1.pdf

Projekt: 15811

Zielsetzung:

Zielsetzung des Forschungsvorhabens ist die optimierte KapazitäÕtsauslastung sowie eine verbesserte Leistung und Effizienz in der auftragsweisen manuellen Kommissionierung. Hierzu wird ein Auswahlalgorithmus entwickelt, der Steuerungs- und Prüîfvorgänge in Kommissioniersystemen abhängig von der aktuellen Systemlast dynamisch variieren kann. Dieser Algorithmus gibt beispielsweise der Steuerung bei bestimmten Lastveränderungen vor, im laufenden Betrieb von einer seriellen zu einer parallelen Kommissionierung zu wechseln.

Flexkom_Abschlussbericht.pdf